《分子生物学基础》课件.pptVIP

*************************************翻译的终止终止密码子识别当核糖体A位遇到终止密码子（UAA、UAG或UGA）时，没有tRNA能与之配对，而是被释放因子识别。原核生物有RF1（识别UAA和UAG）和RF2（识别UAA和UGA）；真核生物有单一的eRF1可识别所有三种终止密码子。肽链释放释放因子促使大亚基上的肽基转移酶中心催化水分子（而非氨基酸）与P位tRNA上肽链的酯键反应，导致合成的多肽从最后一个tRNA上释放。这一水解反应需要能量，由GTP水解提供（原核RF3或真核eRF3）。核糖体解离多肽释放后，在核糖体解离因子（原核RRF和EF-G或真核相应因子）的作用下，核糖体从mRNA上解离，分离为大小亚基，可再次参与新一轮翻译。这一步骤也需要GTP水解提供能量。翻译后修饰蛋白质折叠新合成的多肽链需要正确折叠才能形成功能性蛋白质。折叠过程可能在翻译过程中（同步折叠）或翻译完成后进行，通常在分子伴侣（如Hsp70、Hsp90和伴侣素复合物）的辅助下完成。这些伴侣蛋白防止新生多肽的错误折叠和聚集。共价修饰多肽链通常需要多种共价修饰才能获得完全功能，包括磷酸化、甲基化、乙酰化、糖基化、脂基化等。这些修饰可以改变蛋白质的稳定性、活性、定位和相互作用，是扩展蛋白质功能多样性的重要机制。蛋白质剪切许多蛋白质以前体形式合成，需要通过蛋白水解酶切除部分肽段才能获得活性。例如，胰岛素最初合成为前胰岛素，需要切除C肽才能形成功能性的双链结构；许多分泌蛋白含有信号肽，在转运过程中被切除。蛋白质靶向新合成的蛋白质需要被运输到特定的细胞区室才能发挥功能。这一靶向过程通常由蛋白质上的特定序列信号指导，如核定位信号、线粒体靶向序列等。靶向转运可在翻译后或翻译过程中（共翻译转运）进行。第六章：基因表达调控1蛋白质修饰与降解活性和寿命调控2翻译调控mRNA选择性翻译3转录后调控RNA加工、稳定性和运输4转录调控基因选择性转录激活5表观遗传调控染色质结构修饰基因表达调控是生物体根据环境变化和发育需求，选择性地表达特定基因的过程。多细胞生物中，不同细胞类型具有相同的基因组，但表达不同的基因组合，从而获得特定功能。调控可发生在基因表达的多个层次，从染色质修饰到蛋白质降解，形成复杂的调控网络，确保基因在正确的时间、地点和水平上表达。原核生物基因表达调控1操纵子模型原核生物基因表达调控的经典模型，由Jacob和Monod提出。一个操纵子通常包含结构基因、启动子、操纵基因和调节基因。2负调控抑制蛋白结合到操纵基因，阻止RNA聚合酶结合或移动，抑制基因表达。当诱导物存在时，抑制蛋白构象改变，无法结合操纵基因，允许转录发生。3正调控激活蛋白（如阴性调控中的CAP-cAMP复合物）结合到DNA特定位点，促进RNA聚合酶结合，增强基因表达。原核生物基因表达调控主要发生在转录水平，反应迅速，能够快速适应环境变化。通过操纵子组织，相关功能的基因常被组织在一起，受共同调控，提高应对环境变化的效率。这种系统简单而高效，是原核生物适应复杂环境的关键机制。乳糖操纵子操纵子结构大肠杆菌乳糖操纵子包含三个结构基因：lacZ（编码β-半乳糖苷酶，水解乳糖）、lacY（编码乳糖透性酶，负责乳糖转运）和lacA（编码硫代半乳糖苷转乙酰酶）。操纵子还包含启动子（P）、操纵基因（O）以及单独的调节基因lacI（编码抑制蛋白）。负调控机制在没有乳糖时，LacI抑制蛋白结合到操纵基因，阻止RNA聚合酶转录结构基因。当乳糖存在时，其代谢产物别乳糖苷与LacI结合，导致LacI构象变化，使其无法结合到操纵基因，从而解除抑制，允许操纵子表达。阴性调控除了特异性调控外，乳糖操纵子还受阴性调控，涉及环腺苷酸（cAMP）和阴性调控蛋白（CAP）。当葡萄糖缺乏时，cAMP水平升高，与CAP结合形成复合物，该复合物结合到乳糖操纵子启动子上游区域，促进RNA聚合酶结合，增强转录。这确保了当葡萄糖和乳糖同时存在时，细胞优先利用葡萄糖。色氨酸操纵子操纵子结构色氨酸操纵子（trpoperon）包含五个结构基因（trpE、trpD、trpC、trpB和trpA），编码色氨酸生物合成所需的酶。操纵子还包含启动子、操纵基因、领导序列和减速终止子区域。调节基因trpR位于操纵子外部，编码色氨酸阻遏蛋白。抑制机制当色氨酸丰富时，色氨酸作为辅阻遏物（co-repressor）与TrpR阻遏蛋白结合，形成活性复合物。该复合物结合到操纵基因，阻止RNA聚合酶转录结构基因。当色氨酸缺乏时，阻遏蛋白不活跃，操纵子可以表达，合成色氨酸生